苹果园土壤磷库特征及土壤磷含量和磷源对磷吸收的影响

摘要

磷是苹果生长发育和产量形成过程中不可缺少的元素，适宜的土壤磷含量是苹果优质丰产的基础，但是磷极易在土壤中固定，易造成磷素盈余，进而带来环境风险。因此，明确当前苹果园土壤磷库特征以及磷高效利用的生物学基础，对于实现苹果园磷高效利用具有重要意义。为此，本研究通过大样本调查分析了不同种植年限苹果园土壤磷库特征；以M9T337和M26为试材，研究了不同磷含量土壤和磷素形态对其生长发育和磷吸收的影响，主要结果如下： 1、果园土壤磷库特征——以烟台苹果主产区为例：于2017年9月11日至9月14日，以山东省烟台市各苹果主产市（栖霞、蓬莱、牟平、招远、莱阳）为研究区域，分别选择≤5年、6~10年、11~15年、16~20年和>20年的100个苹果园进行调查和采样，共计100个样本。结果表明，随种植年限的增加，苹果园土壤中全磷和速效磷含量均呈显著升高趋势，且表层土壤中土壤全磷和速效磷含量显著高于其他土层；苹果园磷养分盈余量高达301.96~488.20 kg·hm-2，平均为416.28 kg·hm-2，其中6~10年树龄的果园最高（488.20 kg·hm-2）；胶东苹果产区苹果园0~60 cm土层土壤磷贮量高达4.26~6.16 t·hm-2。可见，该区域苹果园减磷潜力巨大。 2、不同磷含量土壤对M9T337幼苗生长及磷素吸收的影响：设置施磷与不施磷盆栽试验，共6个处理，分别为：（１）低磷土壤不施磷（L），（２）低磷土壤施磷（L+P）， （3）中磷土壤不施磷（M），（4）中磷土壤施磷（M+P），（5）高磷土壤不施肥（H）， （6）高磷土壤施肥（H+P）。在低磷土壤（L）和中磷土壤（M）条件下，与不施磷相比，施磷显著提高了生物量和根冠比，而高磷土壤（H）条件下，施磷与不施磷处理对苹果幼苗生长无明显差异。低磷土壤（L）和中磷土壤（M）条件下，施磷肥显著增加了根系长度、总表面积和根尖数，而高磷土壤（H）条件下，施用磷肥则抑制了根系生长。不施磷处理和施磷处理，根际土壤酸性磷酸酶活性均表现为H＞M＞L，且施磷后各处理的根际土壤酸性磷酸酶活性均低于不施磷处理，以中磷土壤（M）最为明显，降低了10%。低磷土壤（L）和中磷（M）条件下，施磷肥显著增加了植株吸磷量，而高磷条件下，施用磷肥抑制了磷素的吸收。肥料磷表观利用率大小为M+P＞L+P＞H+P，中磷水平下，肥料磷表观利用率为15.27%，显著高于其他处理。 3、不同磷源对苹果砧木生长、磷吸收及其根际土壤特性的影响：以M9T337和M26幼苗为试材，设不施磷（CK）、无机磷源（Pi）、有机磷源（Po）和施混合磷源处理（Pi+Po）,研究了不同磷源对苹果砧木生长、磷吸收及其根际土壤特性的影响。结果表明：所有处理下，M26干物质量、磷素积累量、磷利用效率、根系形态指标均显著高于M9T337；M9T337和M26两种砧木的干物质量显著高于CK处理，增加了61.18%、51.07%，两种砧木的磷素积累量、磷利用效率、根系形态指标均表现为Pi处理最大，Pi+Po处理次之，Po处理最小，均显著高于CK处理。根际酸性磷酸酶活性以Pi处理最高，M9T337和M26分别为3.91和4.23 mg·(g·h)-1，Pi+Po处理次之，Po处理最低，分别为Pi处理的74%和55%。

目录

声明

1前言

1.1中国农业土壤磷特性及其现状

1.1.1中国农业土壤中的磷素投入现状

1.1.2高磷投入下的环境污染问题

1.2土壤中磷形态及转化机制

1.2.1土壤中磷素含量

1.2.2磷在土壤中的固定机制

1.2.3土壤磷素形态与转化

1.3磷素对作物生长发育的影响

1.3.1磷营养的生理功能及对苹果砧木的作用

1.3.2植物高效利用磷素研究进展

1.4根际土壤中的磷行为

1.4.1植物根际特征对磷素高效利用的影响

1.4.2根系形态对磷素高效利用的影响

1.4.3根际分泌物对磷素高效利用的影响

1.5本研究的目的及意义

2材料与方法

2.1试材与处理

2.1.1果园土壤磷库特征——以烟台苹果主产区为例

2.1.2不同磷含量土壤对M9T337幼苗生长及磷吸收的影响

2.1.3不同磷源对苹果砧木生长及磷吸收的影响

2.2测定方法

2.2.1样品采集与测定

2.2.2数据统计分析

3结果与分析

3.1果园土壤磷库特征——以烟台苹果主产区为例

3.1.1不同种植年限苹果园土壤全磷含量

3.1.2不同种植年限果园土壤有效磷（Olsen-P）含量

3.1.3不同种植年限苹果园土壤P2O5养分盈余

3.1.4不同种植年限苹果园土壤磷贮量

3.2不同磷含量土壤对M9T337幼苗生长和磷吸收的影响

3.2.1不同磷含量土壤对M9T337幼苗生物量、磷素积累量的影响

3.2.2不同磷含量土壤下磷肥表观利用率

3.2.3不同磷含量土壤对M9T337幼苗根系形态的影响

3.2.4不同磷含量土壤对M9T337幼苗根际土壤酸性磷酸酶活性的影响

3.2.5不同磷含量土壤对M9T337幼苗根际有效磷含量的影响

3.3不同磷源对苹果砧木生长、磷吸收及其根际土壤特性的影响

3.3.1不同磷源对苹果矮化砧幼苗生长的影响

3.3.2不同磷源对苹果矮化砧幼苗磷利用效率的影响

3.3.3不同磷源对苹果矮化砧幼苗根系形态的影响

3.3.4不同磷源对苹果矮化砧幼苗根系活力的影响

3.3.5不同磷源对苹果矮化砧幼苗根际土壤酸性磷酸酶的影响

3.3.6不同磷源对苹果矮化砧幼苗根际土壤有效磷含量的影响

4讨论

4.1果园土壤磷库特征——以烟台苹果主产区为例

4.2不同磷含量土壤对M9T337幼苗生长和磷吸收的影响

4.3不同磷源对苹果砧木生长、磷吸收及其根际土壤特性的影响

5结论

参考文献

致谢

攻读学位期间发表论文情况